發(fā)布時(shí)間：2022-01-26 02:22

　　開展玉米粒型性狀的遺傳改良并提高玉米逆境適應(yīng)性,可有效保證玉米的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn),從而確保糧食安全。而玉米粒型性狀基因和逆境適應(yīng)性基因的定位克隆將為玉米的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)提供有效基因資源。本研究以課題組鑒定獲得的兩份玉米產(chǎn)量相關(guān)的突變體smk9（small kernel 9）和srl5（semi-rolled leaf 5）為材料,通過表型鑒定、遺傳學(xué)分析及圖位克隆等策略,成功克隆了兩個(gè)玉米產(chǎn)量相關(guān)基因,分別命名為Zm SMK9和Zm SRL5,并進(jìn)一步闡明了這兩個(gè)基因的功能以及突變表型產(chǎn)生的機(jī)制。獲得的主要研究結(jié)果如下:1、smk9表型鑒定。與野生型相比,smk9籽粒變小,百粒重約為野生型的45%;smk9的胚和胚乳的發(fā)育都相對滯后,但最終都能夠發(fā)育成具有完整結(jié)構(gòu)的正常籽粒,且后代籽粒能正常萌發(fā)生長,并能發(fā)育為株型更加緊湊的植株。2、Zm SMK9的定位與克隆。遺傳分析表明,smk9受單個(gè)隱性核基因控制（3:1,χ²-test,p=0.56）,利用來自于B73與smk9雜交構(gòu)建的F₂群體中的26950粒分離籽粒,將Zm SMK9定位于700 kb范圍內(nèi)... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

成熟玉米籽粒縱切結(jié)構(gòu)示意圖(ScanlonandTakacs2009)

oungandGallie2000)，經(jīng)過脫水過程，最終形成只有糊粉是活細(xì)胞的成熟胚乳。玉米早期胚乳發(fā)育一般指0-8DAP，而中后期發(fā)育包括了細(xì)胞的分化、營養(yǎng)物質(zhì)的合成與積累、PCD和脫水等多個(gè)過程(HuangandWang2019)。盡管早期的胚乳發(fā)育所用的時(shí)間較短，但對玉米胚乳的發(fā)育是至關(guān)重要的。早期的有絲分裂產(chǎn)生了構(gòu)成淀粉胚乳的大多數(shù)細(xì)胞，對于后期的灌漿是至關(guān)重要的(SabelliandLarkins2009b,SabelliandLarkins2009c)。由于胚乳細(xì)胞數(shù)量是決定種子大小和重量的主要因素，因此深入地了解早期的胚乳發(fā)育機(jī)制對提高谷物產(chǎn)量至關(guān)重要。圖2玉米胚乳的發(fā)育示意圖(BaiandSettles2015)Fig.2Diagramofmaizeendospermdevelopment(BaiandSettles2015)

兩個(gè)玉米產(chǎn)量性狀基因ZmSMK9和ZmSRL5的克隆及功能分析5圖3玉米胚的發(fā)育示意圖ac-頂細(xì)胞；bc，基細(xì)胞；ep，胚體；su，胚柄；sc，盾片；col，胚芽鞘；SAM，莖頂端分生組織；RAM，根尖分生組織；LP1，第一葉原基；LI+L2，第一和第二片葉(BommertandWerr2001)。Fig.3Diagramofmaizeembryodevelopment.ac,apicaldaughtercells;bc,basaldaughtercell;ep,embryoproper;su,suspensor;sc,scutellum;col,coleoptile;SAM,shootapicalmeristem;RAM,rootapicalmeristem.LP1,firstleafprimordium.L1+2,firstandsecondleaf(BommertandWerr2001).1.3玉米籽粒的遺傳解析1.3.1玉米籽粒相關(guān)性狀的QTL研究進(jìn)展玉米粒型及粒重是受多個(gè)遺傳位點(diǎn)控制的數(shù)量性狀，且容易受到果穗發(fā)育以及環(huán)境因素影響，到目前為止，只有少數(shù)控制粒型/粒重QTLs成功克隆及功能解析，大多數(shù)還處于初定位或精細(xì)定位階段。盡管如此，QTL依舊提供很多有用的信息，比如可以提供分子標(biāo)記用于輔助選擇育種，同時(shí)還可以為候選基因的挖掘奠定基矗前人采用不同的遺傳群體以及不同的定位策略對包括籽粒長度、籽粒寬度、籽粒厚度和百粒重、容重等數(shù)量性狀位點(diǎn)分析，已定位到數(shù)百個(gè)籽粒相關(guān)性狀的QTLs。Zhou等采用近等基因系將控制粒重的QTLqGW1.05精細(xì)定位至玉米1號染色體的1.05bin的1.11Mb的區(qū)間，并且提供了用于MAS的標(biāo)記及預(yù)測了候選基因(Zhouet

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]DEK43 is a P-type pentatricopeptide repeat（PPR）protein responsible for the Cis-splicing of nad4 in maize mitochondria[J]. Ru Chang Ren,Li Li Wang,Lin Zhang,Ya Jie Zhao,Jia Wen Wu,Yi Ming Wei,Xian Sheng Zhang,Xiang Yu Zhao.  Journal of Integrative Plant Biology. 2020(03)
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